نماذج ذكية لتحديد أولويات الرعاية في وحدة العناية المركزة

يمكن أن تتدهور حالة المريض بسرعة غير متوقعة في وحدة العناية المركزة (ICU). للحصول على درجة الدكتوراه. في هذا البحث، بحث روي فان ميرلو كيف يمكن للنماذج التنبؤية الذكية أن تساعد الأطباء والممرضات في تحديد المرضى الذين يحتاجون إلى مزيد من الاهتمام في وقت مبكر.

في وحدة العناية المركزة، تتم مراقبة المرضى على مدار الساعة. تعمل أنظمة المراقبة المستمرة على تتبع العلامات الحيوية مثل معدل ضربات القلب وضغط الدم والتنفس. وفقًا لفان ميرلو، يعاني جميع مرضى وحدة العناية المركزة تقريبًا من فترات تصبح فيها الدورة الدموية أقل استقرارًا. عندما يحدث هذا، قد تتلقى الأعضاء ما يكفي من الدم والأكسجين. في حوالي 1 من كل 3 مرضى في وحدة العناية المركزة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى مضاعفات تهدد الحياة.

“أنت تريد اكتشاف علامات التدهور في أقرب وقت ممكن، حتى يتمكن أخصائيو الرعاية الصحية من التدخل في الوقت المناسب؛ على سبيل المثال، بالأدوية أو العلاج بالسوائل.”

حصل فان ميرلو على درجة الدكتوراه. الأسبوع الماضي من قسم الهندسة الطبية الحيوية في TU/e. تم إجراء معظم أبحاثه في مستشفى كاتارينا تحت إشراف آرثر بومان (طبيب التخدير)، وليون مونتينيج (أخصائي العناية المركزة)، وناتال فان رييل (أستاذ الهندسة الطبية الحيوية).

كيف تتغير القيم مع مرور الوقت

في أطروحته، طور فان ميرلو نماذج تستخدم بيانات وحدة العناية المركزة الحالية للتنبؤ بما إذا كان المريض معرضًا لخطر التدهور خلال ساعة. وبدلاً من التركيز على قياس واحد، تقوم النماذج بتحليل نقاط بيانات متعددة في وقت واحد.

إن فان ميرلو ليس الباحث الأول الذي طور نماذج تنبؤية لوحدة العناية المركزة. ويكمن الابتكار في عمله في المقام الأول في كيفية تكامل أنواع البيانات المختلفة. بالإضافة إلى القياسات الفردية، تشتمل النماذج على مخططات كهربائية القلب المسجلة باستمرار (ECGs) وأشكال موجية لضغط الدم. يتم عرض هذه الإشارات باستمرار على أجهزة المراقبة بجانب السرير، ومع ذلك لا يتم استخدامها دائمًا بشكل كامل عند تقييم حالة المريض.

وتنظر النماذج أيضًا إلى ما هو أبعد من حالة المريض في وقت واحد. يقومون بتحليل كيفية تغير القيم الفسيولوجية مع مرور الوقت. قد تبدو قراءة ضغط الدم أو إيقاع القلب طبيعيًا في لحظة ما، في حين قد يظهر اتجاه واضح عند مقارنتها بالدقائق السابقة. يقول فان ميرلو: “من الناحية المثالية، سنكون قادرين على النظر تلقائيًا إلى الوراء وتحديد كيفية تغير الإشارة خلال الدقائق القليلة الماضية، أو ربما حتى خلال الساعة الماضية”. ومن خلال دراسة هذه الاتجاهات، قد تصبح الأنماط ذات المعنى واضحة في وقت أقرب مما يحدث عند الاعتماد فقط على قيم عتبة ثابتة.

يقول فان ميرلو: “هناك بالفعل الكثير من الإنذارات في وحدة العناية المركزة”. “الهدف ليس إنشاء المزيد من التنبيهات، ولكن الجمع بين كل هذه الإشارات بذكاء والمساعدة في تحديد أولويات المرضى الذين يحتاجون إلى الاهتمام أولاً.”

التعب التنبيه

تتناول أبحاث فان ميرلو أيضًا إرهاق الإنذارات، وهي ظاهرة قد يصبح فيها أخصائيو الرعاية الصحية أقل استجابة للإنذارات بسبب العدد الهائل من الإخطارات التي يتلقونها. عندما يقوم المراقبون بإصدار التنبيهات باستمرار، يمكن أن يشعر الموظفون بالإرهاق من حجم المعلومات.

ومع ذلك، فإن فان ميرلو لا يرى أن نماذجه مجرد نظام إنذار آخر.

يقول فان ميرلو: “هناك كم هائل من المعلومات المتاحة، ومن الصعب استيعابها كلها”. “مثل هذا النموذج يمكن أن يساعد في تحديد المريض الذي يجب فحصه أولاً، بينما لا يزال المريض الآخر في حالة جيدة.”

هناك حاجة إلى اهتمام إضافي

من حيث المبدأ، يمكن استخدام مثل هذا النظام لأي مريض في وحدة العناية المركزة. ومع ذلك، يتوقع فان ميرلو أن تكون الفائدة الأكبر للمرضى ذوي الحالات المعقدة الذين يمكن أن تتدهور حالتهم بشكل غير متوقع. ومن الأمثلة على ذلك المرضى الذين يعانون من الإنتان، وهي حالة تهدد الحياة ناجمة عن استجابة الجسم الشديدة للعدوى. في هؤلاء المرضى، يمكن أن يصبح نظام الدورة الدموية غير مستقر فجأة.

في مثل هذه المواقف، فإن النموذج الذي يشير بشكل أسرع إلى الوقت الذي يحتاج فيه المريض إلى اهتمام وثيق سيكون لا يقدر بثمن. يمكن للأطباء والممرضات بعد ذلك تحديد مسار العلاج الأنسب.

يعتقد فان ميرلو أنه من المهم أن يفهم متخصصو الرعاية الصحية كيفية إجراء التنبؤات. ولهذا السبب، استخدم نماذج بسيطة وشفافة نسبيًا في بحثه.

يقول فان ميرلو: “باستخدام هذه الأنواع من النماذج، يمكنك توضيح نقاط البيانات المستخدمة للوصول إلى التنبؤ”. “يمكن للطبيب بعد ذلك أن يتحقق بنفسه: هل يتطابق هذا مع ما أراه في هذه المريضة؟”

اختلافات صغيرة

فالنموذج الذي يحقق أداءً جيدًا في مستشفى ما لن يعمل تلقائيًا بنفس الجودة في مستشفى آخر. كجزء من بحثه، قام فان ميرلو بتقييم نموذج تم تطويره في الولايات المتحدة. وتبين أنه لا يمكن ببساطة تطبيقه مباشرة في هولندا.

قد تختلف المعدات الطبية، وكذلك جداول القياس، وممارسات تسجيل البيانات، وبروتوكولات العلاج. يقول فان ميرلو: “إن الاختلافات تكون صغيرة في بعض الأحيان”. “لكنهما معًا يمكن أن يؤديا إلى نتائج مختلفة.” على سبيل المثال، يتم إجراء بعض اختبارات الدم بشكل متكرر في مستشفيات الولايات المتحدة أكثر مما هي عليه هنا. ويؤثر ذلك أيضًا على كيفية تفسير النموذج وتقييم بيانات المريض.

إحداث فرق حقيقي على السرير

لم يتم استخدام هذه التكنولوجيا بعد في الرعاية السريرية الروتينية. والخطوة التالية هي اختبار النموذج على مرضى جدد لمعرفة ما إذا كانت تنبؤاته تتوافق مع الممارسة، دون السماح للنموذج بالتأثير على قرارات العلاج.

ويقدر فان ميرلو أن مرحلة التحقق الأولية هذه وحدها قد تستغرق حوالي عامين. وبعد ذلك، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد كيفية دمج هذا النظام بشكل فعال في سير العمل اليومي للأطباء والممرضات.

ويقول: “لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل أن يتم تنفيذ ذلك فعليًا في الممارسة السريرية”.

إذا وصلت التكنولوجيا في نهاية المطاف إلى السرير، فإن فان ميرلو يتصور أن يتم عرض درجة مخاطر إضافية على شاشة مراقبة المريض. تشير هذه النتيجة إلى احتمالية تدهور حالة المريض وتشرح الإشارات الرئيسية الكامنة وراء هذا التقييم.

وفي نهاية المطاف، يأمل فان ميرلو أن تُحدث أدوات دعم القرار السريري فرقًا ملموسًا للمرضى. “سيكون أمرًا رائعًا، بعد سنوات قليلة من الآن، أن يتدهور عدد أقل من المرضى لأن الأطباء قادرون على استخدام هذا البرنامج. وإذا تمكنا من تقليل هذا العدد من واحد من كل ثلاثة مرضى إلى واحد من كل عشرة، فسنكون قد حققنا شيئًا ما حقًا.”